对趾板分缝问题的探讨

1、对趾板分缝问题的探讨     摘要：在我国关于趾板分缝存在不同意见。趾板不分缝，若不采取一定措施，其裂缝对工程可能是有害的；趾板分缝，可以有效地减小裂缝的危害，但止水设计复杂且易留隐患。已有工程实践表明，趾板不分缝，采取预留宽槽跳仓浇注可能是解决趾板裂缝的有效途径。关键词：趾板；裂缝；止水设计；预留宽槽前言在当地材料坝中，混凝土面板堆石坝以其安全性好、施工导流简便、工期短、造价低、对地基适应性强等优点而发展成为一种具有很强竞争力的坝型。我国的混凝土面板坝起步晚，但起点高，发展快，在余年间已在工程数量和规模上居世界前列。在建设过程中，经过借鉴、探索与创新，

2、已经积累了许多实践经验，设计和施工技术取得了长足的进展。但是，在发展过程中，曾出现过一些问题，也存在一些尚未很好解决的问题，有的问题目前仍有较大争议。譬如说：趾板分缝的问题，在我国的工程实践中仍存在较大的分歧。本文尝试对此问题进行了探讨，不足之处请同行指正。趾板分缝问题的提出趾板是表面防渗（面板）和地下防渗（帷幕）之间的连接体。混凝土面板坝的核心问题是防止库水大量流失，面板与帷幕则是防渗的主体。因此，趾板的主要功能也是防渗。趾板与基础的连接是通过灌浆实现的，趾板与面板的连接则是由周边缝完成的。通过对基础灌浆、设置周边缝，面板、趾板、基础形成一个完整封闭的防渗体系。由此可见，趾板的地位是很特殊的

3、。趾板设计要考虑到与面板的结合、周边缝止水布置，还要考虑坝址地形地质条件以及施工条件和工程进度安排等。除此以外，趾板设计更要考虑其自身的工作性能，即其自身不会成为漏水源。导致趾板漏水的原因可以是方方面面的，如趾板混凝土材料性能、浇注质量、养护效果、基础条件。但归根结底，趾板产生裂缝是漏水的直接原因。趾板裂缝还可能对钢筋、止水造成不利影响。因此，防止趾板发生有害裂缝是趾板设计的一个重点。趾板产生裂缝主要是由温度作用引起的。当温度发生变化时，趾板混凝土发生收缩，受基础约束作用，趾板产生裂缝。多数情况下，这种裂缝是表面的，微细的，有时候是贯穿性的。因此，趾板设计时，一般在表面布置双向构造筋，以限制裂

4、缝的数量及其开展程度。由于普通混凝土的热化学反应及基础的约束作用，趾板总会产生或多或少的裂缝，也即钢筋并不能防止裂缝的发生。为了尽量减少裂缝的规模及危害程度，人们企图对趾板进行分缝，并设置止水。可人们同时发现，趾板是一块薄而长的混凝土板，要想通过设置永久缝来减轻裂缝的危害，必须将趾板分成很多条块。同时，为保证分缝不成为新的漏水源，需要将止水与基础及周边缝封闭。这实际上是很难做到的，不仅给设计和施工带来麻烦，而且对周边缝也产生不利影响。正因为这样，人们在趾板要不要设置永久变形缝这个问题上产生了争议。如果不设趾板永久缝，采取什么样的有效措施来减轻裂缝的危害呢？趾板分缝设计回顾世界上六七十年代建成的

5、一批面板坝，包括著名的塞沙那坝（，），安奇卡亚坝（，），趾板设有永久变形缝。从萨尔瓦金娜坝（，）开始，国外面板坝中不大采用趾板永久变形缝这一做法。年萨尔瓦金娜坝开工，应承包商的请求，取消了趾板伸缩缝，只设施工缝，并要求施工缝的位置由他自己定。取消伸缩缝的主要目的是简化止水结构。趾板伸缩缝的止水接入周边缝止水的施工很不方便，并且还会对周边缝止水的张开及下沉的有效性带来不利影响。国外后来建造的面板坝，包括澳大利亚塔斯马尼亚水电局（以下简称塔局）设计与兴建的一系列面板坝，都不再采用趾板永久变形缝。巴西兴建的面板坝，如著名的阿里亚坝（，），也取消了趾板永久缝。随后兴建的塞格雷多坝（，）、辛戈坝（，），

6、都没有设趾板永久缝。所有这些坝的运行，迄今为止都是正常的，并没有发现趾板出现大量的渗漏。我国应用现代技术兴建的第一座面板坝西北口坝、完建的第一座面板坝关门山坝，趾板均没有设置永久缝。后来的运行考验也并没有发现趾板产生大量的渗漏。但是，由于施工期趾板的确出现了许多裂缝，有些还是贯穿性的，人们对不设趾板永久缝产生了忧虑。之后相当一段时间内，国内兴建的面板坝都设置了趾板永久缝。随着面板坝设计与施工技术的日益成熟，国际经验交流与合作的日益增加，近几年内，国内有一些面板坝又取消了趾板永久缝。天荒坪面板坝（），趾板只有施工缝，钢筋过缝，经检查约有条裂缝（含施工缝），按设计要求进行了处理，至今未见趾板有大的

7、裂缝。万安溪面板坝（），在左岸两段趾板试验块中取消了两道伸缩缝，连续浇注达长，并尝试使用新型补偿收缩混凝土，以提高混凝土本身的抗裂能力。经多次检查，在试验段上没有发现任何裂缝。他们认为，采用补偿收缩混凝土可节省水泥及伸缩缝止水材料，减少可能的渗漏通道，并且认为趾板连续浇注可加长到。乌鲁瓦提（）是一座高砂砾石面板坝，趾板不设永久缝，采取跳仓浇注，施工缝内仅设一道橡胶止水，钢筋过缝。正在兴建的洪家渡面板坝（）经优化设计，取消趾板永久缝，采取预留宽槽（）跳仓浇注，跳块间施工缝处理后浇注低热微膨胀混凝土。目前，该坝趾板已施工完毕，经初步检查，效果比较理想。正在兴建的水布垭面板坝也拟定采取预留宽槽，不设

8、永久缝方案。据不完全统计，年以前建成的座面板中，只有西北口和关门山两座面板坝未设趾板永久缝；年后兴建的面板坝中，已有相当一部分未设趾板永久缝，包括目前国内最高的面板坝。这在一定程度上说明，随着工程实践的发展，人们的认识正在逐渐提高，不再受趾板设永久缝这一做法的约束。两种看法现在世界上许多国家对趾板设计普遍采用如下做法：趾板不分缝（永久变形缝），只设施工缝，在趾板上部设一层钢筋，钢筋过缝。以塔局为例，塔局在原则上接受了萨尔瓦金娜坝的趾板设计经验，即趾板不分缝，不规定施工缝位置，钢筋过缝，不设止水。他们论为，趾板裂缝一般较细小，这种发状裂缝不影响趾板的防渗作用，是允许出现的。国内有人认为，趾板细小

9、的裂缝不会成为漏水源，其存在不会有不良后果，应在无议疑的采用连续趾板的前提下，尽量减少缝的出现并有效控制其宽度。由此可见，趾板产生裂缝不应该成为设置永久缝的充分理由，在不设永久缝的前提下，可以通过其他有效的办法，减少趾板裂缝的出现并限制其宽度。但是如前所述，长期以来，国内对趾板分缝问题仍存在较大分歧，人们对不设缝趾板最大的忧虑是收缩裂缝。因此，有一些人坚持趾板应设永久缝，且越多越好。有些人则认为，在某些地方如地质、地形、趾板体型发生变化的地方应设永久缝。这些人都认为，趾板产生裂缝是必然的，也是有害的，如果每隔一定距离（）或在特殊位置设置永久变形缝，就可以最大限度地减轻裂缝的危害。但这样做又带来

10、了新的问题：永久缝必须设止水，且止水应与基础、周边缝止水封闭。由于止水设计本身是比较复杂的，而施工起来则更加麻烦，尤其是止水接头往往成为止水的薄弱环节。设置永久缝，增加了设计与施工的难度，无形中也大大增加了周边缝止水接头的数量，如果施工质量又得不到保证，很可能留下许多隐患，而这种隐患又很难处理。众所周知，周边缝是面板坝的第一生命线，倘若为了趾板裂缝而牺牲周边缝的质量究竟是否划算？连续趾板设计趾板只设施工缝，不采取其他措施，肯定会产生很多裂缝；趾板设永久变形缝，可以有效地减小裂缝危害，但却易留下工程隐患。如果能采取一些有效措施，只设施工缝，则可以简化止水设计、方便施工，使趾板形成一个连续体。国际

11、上流行的做法是：采取跳仓浇注，让先浇块充分收缩，再进行后浇块施工。这是通过施工程序解决趾板裂缝问题。趾板混凝土采用补偿收缩混凝土，如万安溪坝趾板试验段那样，也可能解决趾板裂缝问题，但尚未见完整的工程实例。趾板采取跳块浇注，跳块间预留宽槽，一方面待浇注块充分收缩后进行施工缝处理，另一方面在宽槽内浇注低热微膨胀混凝土，以防止施工缝变成裂缝。这是通过改变施工程序和改善混凝土材料性能解决趾板裂缝问题，其效果已在洪家渡面板坝中得到初步检验。这种方法值得推广。水布垭面板坝也拟定采取这种方法，但仍需对低热微膨胀混凝土性能作进一步研究，以确保工程安全。无论采取何种方法解决趾板裂缝问题，采用连续趾板应比分缝趾板

12、好处多，不仅设计、施工简便，且不易留隐患，即使施工期间出现裂缝，也是完全可以处理好的。目前应着重从改善混凝土材料性能入手，找到真正能补偿收缩的新型混凝土。笔者相信，经过不断实践和研究，能够很好地解决趾板裂缝问题，到那时候讨论趾板分缝问题已没有实际意义了。结语趾板裂缝是趾板漏水的直接原因。关于趾板裂缝及其处理存在不同看法，尤其在我国，趾板分缝目前仍是一个有争议的话题。趾板不分缝，若不采取一定有效措施，其裂缝的危害不容忽视；趾板分缝，止水设计复杂且易留下隐患。已有工程实践表明，趾板不分缝，采取预留宽槽跳块浇注可能是解决趾板裂缝的有效途径。这方面仍需进一步探索，对改善混凝土材料性能进行深入有效地研究。参考文献：曹克明国外混凝土面板堆石坝最新进展中国混凝土面板堆石坝十年学术研讨会论文集北京陈振文，姜忠山天荒坪蓄能电站下库工程混凝土面板堆石坝图册（），北京，陈玉嗳